氣象環(huán)境對紅外制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈使用的影響＊

陳圣秋 寇紅超 吳惠民

（1.92383部隊(duì) 福州 350003）（2.海軍兵種指揮學(xué)院 廣州 510430）

1 引言

使用反艦導(dǎo)彈對寬闊海面艦船實(shí)施遠(yuǎn)程精確打擊已經(jīng)成為現(xiàn)代海戰(zhàn)基本作戰(zhàn)樣式，早期這類反艦導(dǎo)彈通常采用雷達(dá)末制導(dǎo)，倘若攻擊港口駐泊艦船或近岸機(jī)動目標(biāo)，雷達(dá)制導(dǎo)的缺陷就暴露出來。因此，近年來，許多國家海軍已經(jīng)研制和換裝紅外或紅外／雷達(dá)復(fù)合制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，從而拓展了海軍部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)打擊任務(wù)，如打擊近岸機(jī)動艦船、港口駐泊艦船、港岸一定縱深范圍內(nèi)的地面目標(biāo)[1～2]。

戰(zhàn)場天候條件主要包括能見度、雨、積雪、風(fēng)力等[3]。在實(shí)際作戰(zhàn)中，紅外導(dǎo)引頭一般工作在大氣窗口波段[4]，氣象環(huán)境因素對紅外成像導(dǎo)引頭的使用影響很大，如大氣、氣溶膠、雨、霧等對目標(biāo)紅外輻射的衰減，目前有很多種模型和軟件用于研究大氣傳輸特性。Modtran4由美國空軍地球物理實(shí)驗(yàn)室研制，能夠進(jìn)行復(fù)雜大氣環(huán)境下多種輻射傳輸量計(jì)算[5]。通過實(shí)測分析，用模型得到的各種參數(shù)在誤差允許范圍內(nèi)可以授受[6]。本文利用該軟件的部分模式與假定作戰(zhàn)環(huán)境結(jié)合，研究在2.5μm～5.5μm波段目標(biāo)紅外輻射在傳輸過程中的透射情況，進(jìn)而分析反艦導(dǎo)彈打擊時(shí)機(jī)的確定。

2 參數(shù)設(shè)定

Modtran4有卡片形式的界面輸入模式，其輸入?yún)?shù)存儲在安裝目錄下tape5文件中，用記事本打開該文件，可以看到每行所對應(yīng)的參數(shù)，使用過程中可以對相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行修改再解算[7～9]。本文僅設(shè)定季節(jié)、戰(zhàn)區(qū)現(xiàn)場風(fēng)速、降雨量、導(dǎo)彈末段飛行高度等四個(gè)變量，見表1，來探討氣象環(huán)境對紅外輻射傳輸過程中透射率的變化。

表1 透射率計(jì)算過程中的變量

3 計(jì)算分析

3.1 季節(jié)的影響

表1中，取變量X＝｛V2；R1；H2｝，當(dāng)S＝S1、S2時(shí)透過率情況如圖1：

圖1 季節(jié)因素的影響

從圖1得出，在2.5μm～5.5μm波段，季節(jié)因素對目標(biāo)紅外輻射在傳輸過程中的衰減影響不大。

3.2 風(fēng)的影響

文獻(xiàn)[11]把我國近海與西北太平洋海域劃分為80個(gè)區(qū)塊，設(shè)作戰(zhàn)海域處在Y2區(qū)塊，其風(fēng)和浪統(tǒng)計(jì)平均值見表2。另外，按風(fēng)速大小劃分為0至17級的蒲福風(fēng)力等級見表3。

表2 西北太平洋各區(qū)塊的風(fēng)和浪要素全年不分向統(tǒng)計(jì)平均值（部分）

表3 蒲福風(fēng)力等級（部分）

圖2 現(xiàn)場風(fēng)速的影響

表1中，取變量X＝｛S1；R1；H2｝，當(dāng)V＝V1、V2、V3時(shí)透過率情況如圖2所示：由圖2可以得出：在2.5μm～5.5μm波段對紅外探測器而言，打擊區(qū)域的現(xiàn)場風(fēng)速對目標(biāo)紅外輻射在大氣傳輸中總透射率影響不大。

3.3 云雨影響

圖3 降雨量的影響

表1中，取變量X＝｛S1；V2；H2｝，當(dāng)R＝R1、R2、R3時(shí)透過率情況如圖3所示：

對圖3進(jìn)行分析可以得出，目標(biāo)區(qū)域的降雨量對2.5μm～5.5μm波段紅外輻射傳輸衰減明顯，當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)25mm／hr以上時(shí)，大氣環(huán)境對2.5μm～5.5μm波段的紅外輻射幾乎是不透明的。

3.4 導(dǎo)彈末段飛行高度的影響

表1中，取變量X＝｛S1；V2；R1｝，當(dāng)H＝H1、H2、H3時(shí)透過率情況如圖4所示：

圖4 末段高度的影響

圖4所示的圖形變化不大，導(dǎo)彈末段飛行高度在0.05km、0.1km、0.25km時(shí)大氣總透射率的平均值分別用τ1、τ2、τ3表示，實(shí)際上在2.5μm～5.5μm 波段用 modtran4解算的大氣總透射率的平均值τ1＝0.1339，τ2＝0.1347，τ3＝0.1372，可見探測器所處高度引起的大氣環(huán)境變化對目標(biāo)紅外輻射的傳輸衰減是有影響的。

4 結(jié)語

大氣內(nèi)部環(huán)境組成復(fù)雜，要想實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲得戰(zhàn)場氣象數(shù)據(jù)比較困難。本文數(shù)據(jù)精度較低，但不影響對反艦導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)頭受氣象因素影響的定性研究。反艦導(dǎo)彈的選捕能力及突防效能受多種因素制約，包括現(xiàn)場風(fēng)速對導(dǎo)彈飛行姿態(tài)的影響，末段高度對戰(zhàn)場生存能力的影響，但可以判斷的是，降雨對目標(biāo)紅外輻射的傳輸影響很大，應(yīng)盡量避免在該情況下使用。

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